JP2016114137A - ばね部材 - Google Patents
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Abstract
Description
前記ばね本体の表面に、エポキシ樹脂、酸末端ポリエステル樹脂および亜鉛粉末を含む粉体塗料組成物を塗装して形成される塗膜であって、前記ばね本体の表面側の、前記エポキシ樹脂および前記酸末端ポリエステル樹脂よりも前記亜鉛粉末を多く含む亜鉛含有層、ならびに前記亜鉛含有層上の、前記亜鉛粉末よりも前記エポキシ樹脂および前記酸末端ポリエステル樹脂を多く含む樹脂含有層を有する塗膜と、を含むことを特徴とするばね部材である。
前記エポキシ樹脂の含有量と前記酸末端ポリエステル樹脂の含有量との和を100質量部としたとき、前記エポキシ樹脂の含有量が10〜80質量部であり、前記酸末端ポリエステル樹脂の含有量が20〜90質量部であり、
前記亜鉛粉末の含有量が、粉体塗料組成物全体に対して30〜80質量%であることを特徴とする。
ばね本体の材質は、亜鉛によって防食効果が発揮される金属であれば特に限定されない。本発明の塗膜による防食効果は、いわゆる犠牲防食によるものであり、素地金属よりもイオン化傾向が大きい卑の金属を用いて素地金属の腐食を防止する。本発明の塗膜は、亜鉛粉末を含むので、ばね本体の材質としては、亜鉛よりもイオン化傾向が小さい貴の金属であればよく、たとえば鉄、ニッケル、銅などを用いることができる。
塗膜は、ばね本体の表面に、エポキシ樹脂、酸末端ポリエステル樹脂および亜鉛粉末を含む粉体塗料組成物を塗装し焼き付けによって硬化させることで得られる。この塗膜は、エポキシ樹脂および酸末端ポリエステル樹脂よりも亜鉛粉末を多く含む亜鉛含有層と、亜鉛粉末よりもエポキシ樹脂および酸末端ポリエステル樹脂を多く含む樹脂含有層とを有する。亜鉛含有層はばね本体の表面側に形成され、樹脂含有層は亜鉛含有層上に形成される。塗膜は、ばね本体表面の全体に形成されていてもよく、一部のみに形成されていてもよい。
・粉体塗料組成物
本発明の塗膜を形成するための粉体塗料組成物は、上記のようにエポキシ樹脂、酸末端ポリエステル樹脂および亜鉛粉末を含むものである。
塗料組成物が含有するエポキシ樹脂としては、主として常温で固形のビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、高分子型エポキシ樹脂(フェノキシ樹脂)およびこれらの樹脂に水素添加した水添エポキシ樹脂を例示することができる。軟化点が60〜120℃好ましくは60〜100℃であることが好適である。軟化点が60℃未満であると、粉体塗料組成物のブロッキングが発生するために好ましくなく、120℃を超えると溶融混練を行う際に、粘度が高すぎて分散が十分に行われず、塗膜性能が発揮されない。またエポキシ樹脂の当量は400〜3000g/当量、好ましくは600〜2500g/当量であることが好適である。ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を具体的に例示すると三菱化学株式会社製jER−1001、1002、1003、1004、1055、1007、1003F、1004F、1005F、1009F、1004FS、1006FS、1007FS、4005P、4007P、新日鐵化学株式会社製エポトートYD−011、012、013、014、017、902、903N、904、907、2004、2005RL、ダウケミカル社製DER−662E、663U、664U、666E、667E等が挙げられる。
塗料組成物が含有する酸末端ポリエステル樹脂は、通常のエポキシ樹脂含有粉体塗料組成物において使用されるものであれば、特に制限はない。酸末端ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂の末端に、たとえば、カルボキシル基などの官能基を有するもの、ポリエステル樹脂の末端に、りん酸化合物をエステル結合させたものなどを用いることができる。カルボキシル基末端ポリエステル樹脂を具体的に例示するとダイセル・オルネクス株式会社製CRYLCOAT(CC)1683−0、2621−1、2670などが挙げられる。
塗料組成物が含有する亜鉛粉末としては、通常の粉体塗料組成物において使用されるものであれば、特に制限はない。たとえば、中位粒度1〜30μm、好ましくは4〜15μmの亜鉛粉末を用いることができる。このような亜鉛粉末としては、本荘ケミカル株式会社製亜鉛末F−500(中位粒度7.5μm)、F−1000(中位粒度4.9μm)、F−3000(中位粒度3.7μm)、堺化学工業株式会社製亜鉛末#1(中位粒度5,0μm)、#3(中位粒度4.0μm)、#40(中位粒度約50.0μm)、エカルト社製Zink Flake GTT(中位粒度13μm)、AT(中位粒度20μm)などが挙げられる。亜鉛粉末は、中位粒度が異なる複数種類を混合して用いてもよい。なお、亜鉛粉末の中位粒度とは、日機装株式会社製マイクロトラック等のレーザー式粒度分布測定機などを用いて測定した粒度分布における、積算値50%での粒径を意味する。
粉体塗料組成物は、上記各成分を必須構成として含んでいれば所望の塗膜を得ることができるが、さらに防錆顔料を含んでいてもよい。防錆顔料としては、リン酸アルミニウム等のリン酸塩誘導体、モリブデン酸亜鉛、リンモリブデン酸アルミニウムなどのモリブデン酸誘導体、シアナミドカルシウム亜鉛、硼酸バリウムなどの硼酸塩誘導体、バナジン酸ストロンチウムなどのバナジン酸塩誘導体、水酸化ビスマス等が挙げられ、好ましくはリン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、リンモリブデン酸アルミニウム、シアナミドカルシウム亜鉛、硼酸バリウム、バナジン酸ストロンチウムが挙げられる。このような防錆顔料としては、PM−300(リンモリブデン酸アルミニウム、キクチカラー株式会社製)、LFボウセイCP−Z(リン酸亜鉛、キクチカラー株式会社製)、K−WHITE(トリポリリン酸アルミニウム、テイカ株式会社製)、ビューサン11M−1(硼酸バリウム、堺化学工業株式会社)などが挙げられる。
粉体塗料組成物は、上記各成分に加えてさらに通常の粉体塗料組成物に用いられる着色顔料、体質顔料、流動性調整剤、ブロッキング防止剤、表面調整剤、ワキ防止剤、帯電制御剤、硬化促進剤等のその他の添加剤を含有してもよい。
粉体塗料組成物の製造方法は、たとえば、粉砕法などの公知の製造方法を用いることができる。粉砕法では、エポキシ樹脂、酸末端ポリエステル樹脂、亜鉛粉末および必要により防錆顔料、その他添加剤などの混合物を、タンブラーミキサ、ヘンシェルミキサなどの混合機で乾式混合し、混練機によって溶融混練する。混練機としては、たとえば、1軸または2軸のエクストルーダ、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。
上記のようにして得られた粉体塗料組成物を用いてばね本体の表面に塗膜を形成する。粉体塗料組成物を塗装する塗装方法は、少なくとも粉体塗料組成物をばね本体表面の塗膜形成面に塗布する塗布工程と、塗布した粉体塗料組成物を焼き付けて硬化させる焼き付け工程とを含む。
第1の塗装方法として、予め加熱されたばね本体に、粉体塗料組成物を付着させる実施形態を説明する。第一の塗装方法は、ばね本体を加熱する加熱工程と、該ばね本体の表面温度T(℃)がTf−20≦T<Tf+20(Tf:粉体塗料組成物の硬化完了点温度(℃))の状態において、該粉体塗料組成物を該ばね本体の表面に付着させる塗布工程と、付着した粉体塗料組成物を硬化させる硬化工程と、を有する。
ゲル化率(%)=(溶剤浸漬後の試料の乾燥質量/溶剤浸漬前の試料の質量)
×100・・・(I)
硬化が進行している程、ゲル化率は高くなる。例えば、ゲル化率が90%以上であれば、硬化が充分に進行していると判断することができる。
第2の塗装方法として、粉体塗料組成物をばね本体に付着させた後に、ばね本体を加熱する実施形態を説明する。第2の塗装方法は、ばね本体の表面に粉体塗料組成物を塗布して、該ばね本体において、未硬化の塗膜を有する塗装部と、該塗装部を挟んで配置され未硬化の塗膜を有しない2つの非塗装部と、を形成する塗布工程と、2つの非塗装部それぞれに電極を接続する電極接続工程と、該電極間に電圧を印加してばね本体を通電加熱することにより、2つの非塗装部間に配置される塗装部の未硬化の塗膜を硬化する硬化工程と、を有する。
<評価方法>
・樹脂含有層の形成
塗膜に層分離が生じているかどうかを評価した。塗膜を切断して切断面を光学顕微鏡および電子顕微鏡(SEM)にて確認、またEPMA(Znマッピング)にて亜鉛の密度を目視で観察し、樹脂成分を相対的に多く含む樹脂含有層が形成されていれば評価を「あり」とし、樹脂含有層が形成されていなければ評価を「なし」とした。
図3は、耐へたり性を測定するための測定方法を説明するための模式図である。耐へたり性については、実施例ごと、比較例ごとに4つのワッシャ100を準備し、塗膜が形成された面同士を重ね、一対の押さえ冶具102によって4つのワッシャ100を上下から挟み、スラスト軸受103を介して、一対の押さえ冶具102と4つのワッシャ100とを締め付けボルト104で台座101に固定する。締め付けボルト104の塔頂部に歪ゲージ(株式会社共和電業製、ボルト軸力測定用ゲージ KFG−3−120−C20−11)を埋め込み、軸力を測定可能としている。
防食性については、JIS K5600−7−1に準拠する試験方法(液温35℃の5%塩化ナトリウム水溶液を840時間噴霧)により耐中性塩水噴霧性を評価した。噴霧後の塗膜に、剥離や膨れなどの異常があるかどうかを目視にて確認した。塗膜に異常が無ければ評価を良好「○」とし、塗膜に異常があれば評価を「×」とした。
2 重ねばね板
3 親板
4 子板
5 相手部材
6 インタリーフ
7 Uボルト
8 塗膜
9 塗膜
10 ばね本体
10a 上側面
11 塗膜
13 ばね本体
13a 作用面
14 ばね本体
100 ワッシャ
101 台座
102 冶具
103 スラスト軸受
104 ボルト
Claims (5)
- ばね本体と、
前記ばね本体の表面に、エポキシ樹脂、酸末端ポリエステル樹脂および亜鉛粉末を含む粉体塗料組成物を塗装して形成される塗膜であって、前記ばね本体の表面側の、前記エポキシ樹脂および前記酸末端ポリエステル樹脂よりも前記亜鉛粉末を多く含む亜鉛含有層、ならびに前記亜鉛含有層上の、前記亜鉛粉末よりも前記エポキシ樹脂および前記酸末端ポリエステル樹脂を多く含む樹脂含有層を有する塗膜と、を含むことを特徴とするばね部材。 - 前記粉体塗料組成物は、
前記エポキシ樹脂の含有量と前記酸末端ポリエステル樹脂の含有量との和を100質量部としたとき、前記エポキシ樹脂の含有量が10〜80質量部であり、前記酸末端ポリエステル樹脂の含有量が20〜90質量部であり、
前記亜鉛粉末の含有量が、粉体塗料組成物全体に対して30〜80質量%であることを特徴とする請求項1記載のばね部材。 - 前記亜鉛粉末の含有量が、粉体塗料組成物全体に対して55〜80質量%であることを特徴とする請求項2記載のばね部材。
- 前記塗膜は、1種の粉体塗料組成物を1度塗装することで、前記ばね本体表面に、前記亜鉛含有層および前記樹脂含有層を有するように形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のばね部材。
- 前記塗膜は、予め加熱された前記ばね本体に、前記粉体塗料組成物を付着させる前加熱によって、前記亜鉛含有層および前記樹脂含有層を有するように形成されるか、または前記粉体塗料組成物を前記ばね本体に付着させた後に、該ばね本体を加熱する後加熱によって、前記亜鉛含有層および前記樹脂含有層を有するように形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のばね部材。
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